JP3829855B2 - Imaging device with image stabilization mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、撮像素子を直交する2方向に移動させて手ぶれ補正する機構を備えた撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus provided with a mechanism for correcting camera shake by moving an imaging element in two orthogonal directions.
従来、この種の撮像装置として、特許文献1には、略ロ字形のベース部材と、このベース部材に取り付けられて第1アクチュエータにより第1方向に移動される略ロ字形の第1スライダと、この第1スライダに取り付けられて第2アクチュエータにより前記第1方向と直交する第2方向に移動される、撮像素子を保持した第2スライダとからなる手ぶれ補正機構を備えた撮像装置が開示されている。
Conventionally, as an imaging apparatus of this type,
また、特許文献2には、略L字形の保持部材に保持された撮像素子を2つの圧電素子を用いて水平方向および垂直方向に移動させるようにした撮像装置が開示されている。 Patent Document 2 discloses an imaging apparatus in which an imaging element held by a substantially L-shaped holding member is moved in the horizontal direction and the vertical direction using two piezoelectric elements.
しかしながら、前記特許文献1に開示される撮像装置では、撮像素子を保持する第2スライダの四方周囲を略ロ字形の第1スライダが囲んでいるため、手ぶれ補正機構の外形が大きなものになるという問題がある。
However, in the imaging apparatus disclosed in
また、前記特許文献2に開示される撮像装置では、撮像素子を保持する保持部材が略L字形に形成されているために小型化できる要素はあるが、光軸方向に対して撮像素子が垂直状態から傾くという、いわゆる煽りが発生しやすいという問題がある。 Further, in the imaging apparatus disclosed in Patent Document 2, there are elements that can be miniaturized because the holding member that holds the imaging element is formed in a substantially L shape, but the imaging element is perpendicular to the optical axis direction. There is a problem that a so-called sag is easily generated.
そこで、前記問題を解決するために、本発明の撮像装置は、撮像装置内に固定されたベース部材と、
前記ベース部材に第1アクチュエータを介して移動可能に取り付けられ、互いに直交または交差する2辺部からなるL字形をなし、前記第1アクチュエータによって前記2辺部のうちの第1辺部に沿って第1方向に移動される第1スライダと、
前記第1スライダに第2アクチュエータを介して移動可能に取り付けられ、前記第2アクチュエータによって前記第1スライダの第2辺部に沿って前記第1方向と直交する第2方向に移動される、撮像素子を保持した第2スライダと、
前記第1方向を中心軸とする前記第1スライダの回転を防止する第1回転防止部と、
前記第2方向を中心軸とする前記第2スライダの回転を防止する第2回転防止部とを備え、前記ベース部材が、前記第1スライダと重なるようなL字形をなし、前記第1回転防止部は、前記第1アクチュエータから最も遠い前記第1スライダの第2辺部の端部近傍に設けられ、前記第2回転防止部は、前記第2アクチュエータから最も遠い前記ベース部材の第1辺部の端部近傍に設けられていることを特徴とするものである。
Therefore, in order to solve the above problem, the imaging apparatus of the present invention includes a base member fixed in the imaging apparatus,
The base member is movably attached to the base member via a first actuator and has an L-shape composed of two sides orthogonal to or crossing each other. The first actuator moves along the first side of the two sides. A first slider moved in a first direction;
An imaging device that is movably attached to the first slider via a second actuator and that is moved by the second actuator along a second side of the first slider in a second direction perpendicular to the first direction. A second slider holding the element;
A first rotation preventing portion for preventing rotation of the first slider with the first direction as a central axis;
A second anti-rotation portion that prevents the second slider from rotating about the second direction as a central axis, and the base member is L-shaped so as to overlap the first slider, thereby preventing the first anti-rotation And the second rotation preventing portion is provided near the end of the second side of the first slider farthest from the first actuator, and the second anti-rotation portion is the first side of the base member farthest from the second actuator. It is characterized by being provided in the vicinity of the end of the.
また、本発明の撮像装置では、前記第1アクチュエータが前記ベース部材上に固定され、前記第2アクチュエータが前記第2スライダに取り付けられていてもよい。 In the imaging apparatus of the present invention, the first actuator may be fixed on the base member, and the second actuator may be attached to the second slider.
また、本発明の撮像装置では、前記第1アクチュエータが前記ベース部材上に固定され、前記第2アクチュエータが前記第1スライダに取り付けられていてもよい。 In the imaging device of the present invention, the first actuator may be fixed on the base member, and the second actuator may be attached to the first slider.
また、本発明の撮像装置では、前記第1および第2アクチュエータが、錘と、前記錘に連結された電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に連結されたロッドとを含む超音波リニアアクチュエータであってもよい。 In the imaging apparatus of the present invention, the first and second actuators include an ultrasonic linear actuator including a weight, an electromechanical transducer connected to the weight, and a rod connected to the electromechanical transducer. It may be.
また、本発明の撮像装置では、前記第1スライダおよび前記第2スライダが、前記第1および第2アクチュエータの各ロッドにそれぞれ摩擦接合されていてもよい。 In the imaging device of the present invention, the first slider and the second slider may be frictionally joined to the rods of the first and second actuators, respectively.
また、本発明の撮像装置では、前記摩擦接合部は、前記ロッドをV字溝とキャップとで挟持して構成されてもよい。 In the imaging device of the present invention, the friction joint portion may be configured by sandwiching the rod between a V-shaped groove and a cap.
また、本発明の撮像装置では、前記第1回転防止部が、前記ベース部材と前記第1スライダとの間に挟持された回転部材からなり、前記第2回転防止部が、前記ベース部材と前記第2スライダとの間に挟持された回転部材からなってもよい。 In the imaging device according to the aspect of the invention, the first rotation prevention unit may include a rotation member sandwiched between the base member and the first slider, and the second rotation prevention unit may include the base member and the base member. The rotating member may be sandwiched between the second slider.
また、本発明の撮像装置では、前記第1回転防止部が、前記ベース部材と前記第1スライダとの間に挟持された回転部材からなり、前記第2回転防止部が、前記第1スライダと前記第2スライダとの間に挟持された回転部材からなってもよい。 In the imaging device according to the aspect of the invention, the first rotation prevention unit includes a rotation member sandwiched between the base member and the first slider, and the second rotation prevention unit includes the first slider and the first slider. The rotating member may be sandwiched between the second slider and the second slider.
また、本発明の撮像装置では、前記第1および第2回転防止部はいずれも、前記ベース部材と前記第2スライダとの間に挟持された回転部材からなってもよい。 In the imaging device according to the aspect of the invention, both the first and second rotation preventing units may include a rotating member that is sandwiched between the base member and the second slider.
また、本発明の撮像装置では、前記回転部材が剛球であってもよいし、前記回転部材がローラであってもよい。 In the imaging device of the present invention, the rotating member may be a hard sphere, or the rotating member may be a roller.
また、本発明の撮像装置では、前記第1および第2回転防止部の少なくとも1つが、前記ベース部材と前記第1スライダまたは前記第2スライダとを連結する板ばねで構成されてもよい。 In the imaging device of the present invention, at least one of the first and second rotation preventing units may be configured by a leaf spring that connects the base member and the first slider or the second slider.
また、本発明の撮像装置では、前記第1および第2回転防止部材の少なくとも1つが、前記ベース部材と前記第1スライダまたは前記第2スライダとを連結するフック部材と、前記ベース部材と前記第1スライダまたは前記第2スライダとの間を広げるように付勢する圧縮スプリングとから構成されてもよい。 In the imaging device of the present invention, at least one of the first and second rotation preventing members includes a hook member that connects the base member and the first slider or the second slider, the base member, and the first member. It may be composed of one slider or a compression spring that urges so as to widen the space between the second slider and the second slider.
本発明の撮像装置によれば、撮像素子を保持する第2スライダをL字形に形成した第1スライダに取り付けるようにしたので、第2スライダの四方周囲がロ字形の第1スライダによって囲まれている場合に比べて手ぶれ補正機構を小型化することができ、撮像装置内の角隅に配置可能になるなど配置自由度が増す。また、撮像素子のサイズ変更に伴って第2スライダとして大きなものを用いた場合でもL字形の第1スライダやベース部材を共通化することができる。 According to the imaging apparatus of the present invention, since the second slider for holding the imaging element is attached to the L-shaped first slider, the four-sided periphery of the second slider is surrounded by the first L-shaped slider. The camera shake correction mechanism can be reduced in size as compared with the case where the image pickup apparatus is provided, and the degree of freedom in arrangement increases, for example, it can be arranged at corners in the image pickup apparatus. Further, even when a large second slider is used as the size of the image sensor is changed, the L-shaped first slider and the base member can be shared.
また、第1回転防止部と第2回転防止部を設けることで、互いに直交する第1方向および第2方向をそれぞれ中心軸とする第1スライダおよび第2スライダの回転を防止しているので、第2スライダに保持された撮像素子が光軸方向に対して垂直状態を維持することができ、いわゆる煽りの発生を防止することができる。 In addition, since the first rotation prevention unit and the second rotation prevention unit are provided, rotation of the first slider and the second slider with the first and second directions orthogonal to each other as the central axes is prevented. The imaging element held by the second slider can maintain a vertical state with respect to the optical axis direction, and so-called warpage can be prevented.
以下、本発明の手ぶれ補正機構付き撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a digital camera which is an embodiment of an imaging apparatus with a camera shake correction mechanism of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明にかかる手ぶれ補正機構は、図1に示すように、デジタルカメラ1に搭載されて用いられる。デジタルカメラ1は、カメラ本体2と、レンズ4などを含む光学系である鏡胴3とから構成される。手ぶれ補正機構10は、鏡胴3の端に取り付けられる。また、後述するように、手ぶれ補正機構10には、CCDなどの撮像素子が設けられている。そして、図1の矢印5で示すように、撮影中にデジタルカメラ1がぶれて、鏡胴3に入射する光軸Lがずれた場合に、撮像素子を矢印6に示すように移動させて光軸のずれを補正するようになっている。
The camera shake correction mechanism according to the present invention is mounted and used in a
図2に手ぶれ補正機構10の分解斜視図を示す。図3に、図2の手ぶれ補正機構10を組立状態でI−I断面で切断した断面図を示す。図4に図2の手ぶれ補正機構10を組立状態でII−II断面で切断した断面図を示す。手ぶれ補正機構10は、デジタルカメラ1内に固定されたベース板(ベース部材)12と、ベース板12に第1アクチュエータ28を介して水平方向(以下、X軸方向として説明する。)に移動可能に取り付けられる第1スライダ14と、第1スライダ14に第2アクチュエータ56を介して第1スライダ14の移動方向に対して垂直方向(以下、Y軸方向として説明する。)に移動可能に取り付けられる、撮像素子16を保持した第2スライダ13とで構成される。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the camera
ベース板12は、図3及び図4に示すように、鏡胴3との位置(煽りとレンズバック)を調整されて鏡胴3に固定され、ネジ98とスプリング100により鏡胴3と手ぶれ補正機構10との間隔を調整できるようになっている。また、ベース板12は、図2に示すように、その表面が光路方向(以下、Z軸方向として説明する。)に垂直に配置されるとともに、互いに直交する第1辺部12aと第2辺部12bとからなるL字形をなしている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
なお、ベース部材12は、X軸方向およびY軸方向に移動する第1スライダ14および第2スライダ13と干渉しない形状であれば、必ずしもL字形に限定されるものではなく、また、必ずしも板状部材である必要もない。
The
ベース板12の第2辺部12bの端部からは、先端がフック状になった脱落防止腕24が光軸方向(Z軸方向)に延びて立設されている。また、ベース板12の第1辺部12a上には、錘30と、この錘30に連結された電気機械変換素子である圧電素子32と、圧電素子32に連結された振動伝達ロッド34とを含む超音波リニアアクチュエータである第1アクチュエータ28がX軸方向に沿って固定されている。
From the end portion of the
第1アクチュエータ28では、振動伝達ロッド34の先端と末端(圧電素子32側)がベース板12に設けられている2つのロッド支持腕36にそれぞれ嵌合され、ベース板12の位置決め腕31に錘30が当接した状態で、振動伝達ロッド34の先端側のロッド支持腕36との嵌合箇所と錘30がベース板12に対して接着されている。ロッド支持腕36と振動伝達ロッド34との間の接着には、シリコン接着剤などの硬化後も弾性の残る接着剤が、また、位置決め腕31と錘30との間の接着には柔らかいゴム系又はシリコン含有の接着剤がそれぞれ好適に用いられる。
In the
ベース板12の2つのロッド支持腕36には、その上面にZ軸方向に延在する突部38がそれぞれ設けられている。突部38は、後述するように、組立時に第1スライダ14の移動制限穴79に嵌合される。
The two
第1スライダ14は、光軸方向(Z軸方向)でベース板12に対して結像面側に位置し、ベース板12と同様に互いに直交する第1辺部14aと第2辺部14bとからなるL字形をなしている。これにより、第1スライダ14は、同じくL字形をなすベース板12と間隔をおいて互いに重なるように配置される。また、組立時において、ベース板12の脱落防止腕24が第1スライダ14の第2辺部14bの端部に係合可能な位置に配置され、これによりデジタルカメラ1を落としたときに強い衝撃が加わっても第1スライダ14がベース板12から脱落するのが防止される。なお、第1スライダ14は、第1辺部14aと第2辺部14bとが直角以外の角度で互いに交差するようなL字形をなしていてもよい。
The
第1スライダ14には、ベース板12に固定された第1アクチュエータ28の振動伝達ロッド34に当接する第1ロッド当接部74と、後述する第2スライダに固定された第2アクチュエータ56の振動伝達ロッド60に当接する第2ロッド当接部76と、移動制限穴79とが形成されている。
The
第1ロッド当接部74には、V字溝74a(図3参照)が設けられており、V字溝74aを第1アクチュエータ28の振動伝達ロッド34に当接させた状態でキャップ40を用いて振動伝達ロッド34を挟持することによって、第1スライダ14は振動伝達ロッド34に沿って摺動可能に摩擦接合する。振動伝達ロッド34を挟持した状態でキャップ40を第1ロッド当接部74に固定するには挟持スプリング42が用いられる。挟持スプリング42は、図5に示すように、第1スライダ14の第1ロッド当接部74の側面に設けたピン74bに輪の部分を引っ掛けるとともに、その両端をキャップ40の2つの係合突起40aに引っ掛けることによって取り付けられる。このとき、キャップ40と振動伝達ロッド34との接触圧は、用いられる挟持スプリング42のばね力の5ないし6倍程度になる。
The first
第1スライダ14は、後述するように、組立時にベース板12と第2スライダ13にそれぞれ設けられた押圧スプリング掛け21,72に両端フックが引っ掛けられた押圧スプリング70によって、ベース板12に近づくように付勢される。この押圧スプリング70の付勢力によって第1スライダ14が第1アクチュエータ28のX軸方向に延在する振動伝達ロッド34を中心軸として回転するのを防止するために、図3に示すように、第1スライダ14とベース部材12との間には第1回転防止部19が設けられている。第1回転防止部19は、第1アクチュエータ28から最も遠い第1スライダ14の第2辺部14bの端部近傍に設けられるのが好ましい。第1回転防止部19をこのような配置にすることで、第1アクチュエータ28で駆動されて第1スライダ14が移動したときにも第1スライダ14が光軸方向(Z軸方向)に対して垂直状態を最も効果的に維持することができる。
As will be described later, the
第1回転防止部19は、図3に示すように、第1スライダ14に設けられた突部20の端面に形成された受け凹部20aに収容されてベース板12との間に挟持される回転部材である鋼球15からなる。なお、本実施形態では、回転部材として剛球である鋼球15を用いたが、代わりに回転部材としてローラを用いてもよい。
As shown in FIG. 3, the first
第1スライダ14の移動制限穴79は、ベース板12のロッド支持腕36の上面に設けられた突部38と緩く嵌合する。移動制限穴79は、第1スライダ14の移動可能幅だけ、第1スライダ14の移動方向、すなわち、振動伝達ロッド34の延在方向(X軸方向)に延びる長穴で、短辺方向にロッド支持腕36上面の突部38と嵌合し、第1スライダ14が移動制限穴79の短辺方向(Y軸方向)へ移動(脱落)するのを規制する。
The
第2スライダ13は、底壁44に開口48を備えた樹脂製の箱体であり、撮像素子16とローパスフィルタ17と放熱板18と第2アクチュエータ56とを保持する。放熱板18は、撮像素子16の撮像面が付されていない背面側に当接して、第2スライダ13の周壁46によって区画された空間を覆うようにして第2スライダ13に固定される。図3,4に示すように、放熱板18の背面には第1基板80が設けられており、撮像素子16はこの基板80に電気的に接続されている。第1基板80の背面側には、図3,4に示すように、第2スライダ13の位置を検知するための赤外LED94、撮像素子ドライバ、撮像素子16からの光電信号を処理するためのプリアンプ及び色分離回路、ホワイトバランス調整回路、アナログ処理回路などの撮像素子の画像信号読み出しに関する素子81の一部が搭載される。
The
ローパスフィルタ17は、撮像素子の有効撮像面を覆うように密着して取りつけられ、第2スライダ13の開口48に嵌め込まれる。このとき、開口48の周囲に配置された密着スプリングにより押圧されることで、撮像素子16の背面が放熱板18に密着するようになっている。
The low-
第2スライダ13に取り付けられた第2アクチュエータ56は、周壁46の側方に設けられたロッド支持腕50に接着保持されている。第2アクチュエータ56もまた、第1アクチュエータ28と同様に、錘58と、この錘58に連結された電気機械変換素子である圧電素子59と、圧電素子59に連結された振動伝達ロッド60とを含む超音波リニアアクチュエータである。第2アクチュエータ56は、振動伝達ロッド60の先端と末端(圧電素子59側)を、それぞれ第2スライダ13の2本のロッド支持腕50に嵌合させた上、同じく第2スライダの位置決め面57に錘58を当接した状態で、振動伝達ロッド60の先端側のロッド支持腕50との嵌合箇所と錘58を第2スライダ13に対して接着する。接着には上述の第1アクチュエータ28の接着と同様に、振動伝達ロッド60の接着にはシリコン接着剤などの硬化後も弾性の残る接着剤が、また、錘58の接触には柔らかいゴム系若しくはシリコン含有の接着剤がそれぞれ好適に用いられる。
The
なお、本実施形態では、第2アクチュエータ56を第2スライダ13に取り付けたが、第2アクチュエータ56は第1スライダ14の第2辺部14b上に取り付けられてもよい。
In the present embodiment, the
第2スライダ13の第2アクチュエータ56は、第1スライダ14の第2ロッド当接部76のV字溝とキャップ75とで挟持され、これにより第2スライダ13が第1スライダ14に摩擦接合される。第2ロッド当接部76とキャップ75の固定には、図5に示すのと同様に、挟持スプリング78が用いられる。第1アクチュエータ28の場合と同様に、キャップ75の一端75aは、第2ロッド当接部76の係合穴76aに係止され、中央部75bは振動伝達ロッド60と当接し、他端75cが挟持スプリング78の両端によって引っ張られる。キャップ75と振動伝達ロッド60との接触圧は、用いられる挟持スプリング78のばね力の5ないし6倍程度になる。
The
上述したように、第2スライダ13は、組立時にベース板12と第2スライダ13にそれぞれ設けられた押圧スプリング掛け21,72に両端フックが引っ掛けられた押圧スプリング70によって、ベース板12に近づくように付勢される。この押圧スプリング70の付勢力によって第2スライダ13が第2アクチュエータ56のY軸方向に延在する振動伝達ロッド60を中心軸として回転するのを防止するために、図2に示すように、第2スライダ13とベース板12との間には第2回転防止部61が設けられている。
As described above, the
第2回転防止部61は、第2スライダ13の周壁46に突設された鋼球受け部62とベース板12との間に挟持された回転部材である鋼球63からなる。第1回転防止部61は、第2アクチュエータ56から最も遠いベース板12の第1辺部12aの端部近傍に設けられるのが好ましい。第2回転防止部61をこのような配置にすることで、第1アクチュエータ56で駆動されて第2スライダ13がY軸方向に移動したときにも第2スライダ13が光軸方向(Z軸方向)に対して垂直状態を最も効果的に維持することができる。なお、本実施形態では、回転部材として剛球である鋼球63を用いたが、代わりに回転部材としてローラを用いてもよい。
The second
手ぶれ補正機構10の組立時には、撮像素子16、ローパスフィルタ17、放熱板18および第2アクチュエータ56等が組み付けられた第2スライダ13が、第1スライダ14に取り付けられる。このとき、第2アクチュエータ56の振動伝達ロッド60に第1スライダ14の第2ロッド当接部76のV字溝を当接させた状態で配置し、第2ロッド当接部76との間に振動伝達ロッド60を挟持するようにキャップ75を配置して挟持スプリング78で固定する。これにより、第2スライダ13が第1スライダ14に取り付けられる。
When the camera
続いて、ベース板12上の第1アクチュエータ28の振動伝達ロッド34に第1スライダ14の第1ロッド当接部74のV字溝74aを当接させた状態で配置し、このとき第1スライダ14の第2辺部14bの端部をベース板12の脱落防止腕24の先端フック部の下に位置させる。そして、第1ロッド当接部74との間に振動伝達ロッド34を挟持するようにキャップ40を配置して挟持スプリング42で固定する。これにより、第2スライダ13が組み付けられた第1スライダ14がベース板12に取り付けられる。
Subsequently, the
そして、第1スライダ14の突部20の鋼球受け凹部20a内に鋼球15を入れてベース板12との間で鋼球15を挟持するとともに、第2スライダ13の鋼球受け部62とベース板12との間で鋼球63を挟持した状態で、第2スライダ13およびベース板12の各押圧スプリング掛け72,21に押圧スプリング70の両端フックを引っ掛ける。これにより、手ぶれ補正機構10が組み上がる。
And while putting the
このように組み立てられた手ぶれ補正機構10では、第1スライダ14が第1アクチュエータ28の振動伝達ロッド34に沿ってX軸方向に摺動可能であり、このとき第2スライダ13は第1スライダ14の移動に伴って一体的に移動し、第2スライダ13に固定されている撮像素子16もX軸方向に移動する。一方、第2スライダ13は、第2アクチュエータ56の振動伝達ロッド60に沿ってY軸方向に第1スライダ14から独立して移動可能であり、また、第1スライダ14はベース板12に対してY軸方向には移動不能であるため、第2スライダ13はベース板12に対してもY軸方向に移動可能である。したがって、第2スライダ13に固定されている撮像素子16もY軸方向に移動する。
In the camera
上記のように手ぶれ補正機構10が組み立てられた後、図3,4に示すように、ベース板12の基板保持腕22には、第2基板82が固定される。上述のように第1基板80は、第2スライダ13に固定されているため、両者は光軸方向に重なって配置され、かつ第2スライダ13の移動によって、第1基板80は第2基板82に対して平行に移動する。両者はフレキシブル基板84によって結線され、信号の送受信が可能になっている。フレキシブル基板84は、第1基板80から水平方向に出た直後に光軸方向(Z軸方向)に折り曲げられ、ループ状に折り返されてから第2基板82に接続される。
After the camera
第2基板82には、ADコンバータやメモリコントローラなどの第1基盤80(すなわち撮像素子16)からの信号を処理する回路83と、第2スライダ13の位置を検知する位置検出素子88(以下、PSDという。)と、PSDの位置信号とジャイロ回路86からの角速度信号に基づいて、2つのアクチュエータ28,56の移動制御回路とが搭載されている。PSDは、検出誤差を防止するため、スリット付きのカバー92で覆われており、第1基板80に設けられている赤外LEDからの光を受けた受光素子90がその位置を検知する。第2基板82へは、直交する検出方向(X軸、Y軸)の角速度信号がジャイロ素子86より入力される。また、第2基板82からはアクチュエータ制御信号と処理された画像信号が出力される。
The
次に、本実施形態にかかる手ぶれ補正機構10の動作について説明する。図6は、手ぶれ補正機構10の駆動制御回路の電気的構造を示すブロック図である。
Next, the operation of the camera
制御回路は、カメラ本体すなわち鏡胴3に入射される光軸Lのぶれ5を検知して角速度信号を出力するジャイロ素子86と、第2スライダ13(撮像素子16)の位置を検出するPSD回路90と、回路の総合的な制御を行い、入力された信号に基づいて移動量や存在位置を演算するマイコン102と、マイコン102からの駆動信号に基づいて所定周波数の駆動パルスを発生させるドライブ回路104とで構成される。ドライブ回路104から発生された駆動パルスは第1及び第2アクチュエータ28,56に出力され、アクチュエータ28,56に沿って第1及び第2スライダ14,13が移動する。
The control circuit detects a
ジャイロ素子86は、図4に示すように鏡胴3に固定されており、カメラ本体が矢印5で示すようにぶれると2軸方向(X軸方向、Y軸方向)の角速度を検出してマイコン102に出力する。
The
マイコン102は、ジャイロ素子86から角速度信号が入力されると、光学系の焦点距離信号から撮像素子16上(結像面上)のぶれによる像の移動量および移動速度を算出する。算出した移動速度と第2スライダ13(撮像素子16)の位置から2つのアクチュエータ28,56へ印加される所定周波数の供給電圧を決定する。すなわち、マイコン102は、PSD90から入力された信号に基づいて演算される第2スライダ13(撮像素子16)が現在存在している位置と、ジャイロ素子86から入力された角速度信号に基づいて撮像素子16が本来あるべき位置とを計算し、現在位置との差を比較して、あるべき位置に撮像素子16が戻るように各スライダ13,14を移動させるフィードバック制御を行なう。
When the angular velocity signal is input from the
ドライブ回路104は、マイコン102からの信号を受けて、アクチュエータ28、56の共振周波数の7割程度の周波数の駆動パルスを出力する。駆動パルスは、圧電素子32、59に印加され、以下の原理によって、第1及び第2スライダ14,13を振動伝達ロッド34、60に沿って移動させる。
The
図7(a)に示すような緩やかな立ち上がり110と急激な立下り部分112を有する鋸歯状波の駆動パルスを圧電素子32,59に印加すると、図7(b1),(b2)に示すように、駆動パルスの緩やかな立ち上がり部分110では圧電素子32,59が緩やかにその厚み方向に伸び変位し、圧電素子32,59に固定されている振動伝達ロッド34,60が軸方向に緩やかに変位する。このとき振動伝達ロッド34、60に摩擦接合したスライダ13,14は摩擦力により振動伝達ロッド34、60と共に移動する。
When a sawtooth drive pulse having a
一方、駆動パルスの急激な立下り部分112では、圧電素子32,59は、急速に縮み変位し、これに伴って圧電素子32,59に連結された振動伝達ロッド34,60も急速に軸方向に移動する。このとき、図7(b3)に示すように、振動伝達ロッド34,60に摩擦接合したスライダ13,14は慣性力により摩擦接合力に打ち勝って実質的にその位置に留まり移動しない。結果として、図7(b1)に示す初期状態よりもスライダは振動伝達ロッド34,60に沿って右側に移動する。圧電素子32,59に前記鋸歯状波の駆動パルスを連続的に印加することにより、スライダ13,14を連続的に軸方向に移動させることができる。ここで「実質的にその位置に留まり移動しない」とは、振動伝達ロッド34,60の正方向及び負方向の伸縮時のいずれにおいてもスライダ13,14と振動伝達ロッド34,60との間で滑りを生じつつスライダ13,14がそれぞれ移動するが、移動量が対称ではないため、全体としてどちらか任意の位置方向にスライダ13,14が移動する場合を含む。
On the other hand, at the sudden falling
なお、スライダ13,14を左方向に移動させるには、圧電素子32,59に印加する鋸歯状波の波形を変えて急速な立ち上がりと緩やかな立下りからなる駆動パルスを印加すれば上述とは逆の作用によってこれを達成することができる。なお、駆動パルスは、矩形波やその他の波形を適用することもできる。
In order to move the
ベース板12に固定された第1アクチュエータ28の圧電素子32に駆動パルスが印加された場合は、上述のように圧電素子32は伸縮を繰り返す。圧電素子32の伸縮は錘30と振動伝達ロッド34に伝達する。錘30と振動伝達ロッド34の慣性質量の差から錘30はほとんど移動せず、振動伝達ロッド34のみに伸縮が伝達される。振動伝達ロッド34は、上述のように、ロッド支持腕36に接着されているが、接着剤33が弾性的に撓むため伸縮が妨げられることがない。上述のように、左右に移動するロッド34の速度差によって摩擦接合する第1スライダ14が振動伝達ロッド34に沿ってX軸方向に移動する。第1スライダ14の加減速に伴い第1アクチュエータ28に嵌合ガタ内で移動しようとする力が働くが、振動伝達ロッド34とロッド支持腕36とが接着されているため、移動は起こらず、補正性能のみならず焦点移動による光学性能劣化も防止することができる。
When a drive pulse is applied to the
第1スライダ14がX軸方向へ移動すると、第1スライダ14に連結されている第2スライダ13も同時にX軸方向に移動する。第2スライダ13は、第2スライダ13とベース板12との間にかかる押圧スプリング70の押圧力によって第2スライダ13とベース板12との間に挟持された鋼球63が転がることで、抵抗が少なくかつ光軸方向に変動することなく移動する。このとき第1及び第2の基板80,82を接続するフレキシブル基板84は折り曲げられた開放角度が変動して第1スライダ14の移動を吸収する。
When the
一方、第2スライダ13に保持された第2アクチュエータ56の圧電素子59に駆動パルスが印加された場合は、上述のように圧電素子59は伸縮を繰り返す。圧電素子59の伸縮は錘58と振動伝達ロッド60に伝達する。錘58と振動伝達ロッド60の慣性質量の差から錘58はほとんど移動せず、振動伝達ロッド60のみに伸縮が伝達される。振動伝達ロッド60は、上述のように、第2スライダ13のロッド支持腕50に接着されているが、接着剤が弾性的に撓むため伸縮が妨げられることがない。上述のように、左右に移動するロッドの速度差で第2スライダ13が第1スライダ14と相対的に振動伝達ロッド60の延在方向(Y軸方向)に移動(自走)する。第2スライダ13の加減速に伴い第2アクチュエータ56に嵌合ガタ内で移動しようとする力が働くが、振動伝達ロッド60とロッド支持腕50とが接着されているため、移動は起こらず、補正性能のみならず焦点移動による光学性能劣化も防止することができる。
On the other hand, when a drive pulse is applied to the piezoelectric element 59 of the
このように第2アクチュエータ56に駆動パルスが印加された場合は、第1スライダ14から独立して第2スライダ13だけがY軸方向に移動(自走)する。第2スライダ13は、第2スライダ13とベース板12との間にかかる押圧スプリング70の押圧力によって第2スライダ13とベース板12との間に挟持された鋼球63が転がることで、抵抗が少なくかつ光軸方向の変動を起こすことなく移動する。このとき、第1及び第2基板80,82を接続するフレキシブル基板84は、折り曲げられた曲げ部分がよれて第2スライダ13の移動を吸収する。
When the drive pulse is applied to the
以上に説明したように、本実施形態にかかる手ぶれ補正撮像機構10を備えたデジタルカメラ1では、撮像素子16を保持する第2スライダ13をL字形に形成した第1スライダ14に取り付けるようにしたので、第2スライダ13の四方周囲がロ字形の第1スライダによって囲まれている場合に比べて手ぶれ補正機構10を小型化することができ、デジタルカメラ1内の角隅に配置可能になるなど配置自由度が増す。また、撮像素子16のサイズ変更に伴って第2スライダ13として大きなものを用いた場合でもL字形の第1スライダ14やベース板12を共通化することができる。
As described above, in the
また、第1回転防止部19と第2回転防止部61を設けることで、互いに直交するX軸方向およびY軸方向をそれぞれ中心軸とする第1スライダ14および第2スライダ13の回転を防止しているので、第2スライダ13に保持された撮像素子16が光軸方向に対して垂直状態を維持することができ、いわゆる煽りの発生を防止することができる。
Further, by providing the first
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in another various aspect.
例えば、前記実施形態においては、第2回転防止部61をベース板12と第2スライダ13との間に設けたが、図8に示すように、第2回転防止部61を構成する鋼球63を第2スライダ13の鋼球受け部62と第1スライダ14の第1辺部14aとの間に挟持するように設け、トーションスプリング71の両端を第1スライダ14のスプリング掛け14cと第2スライダ13のスプリング掛け13aとにそれぞれ引っ掛けて、トーションスプリング71によって第2スライダ13と第1スライダ14とが互いに近づく方向に付勢されるようにしてもよい。この場合、押圧スプリング70は、ベース板12の第2辺部12bと第1スライダ14の第2辺部14bとが互いに近づく方向に引っ張られるように設けられる。
For example, in the above-described embodiment, the second
また、図9に示すように、第1回転防止部19を構成する鋼球15および第2回転防止部61を構成する鋼球63をいずれも、第2スライダ13と図示を省略したベース板12との間に挟持されるように設けてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 9, both the
また、前記実施形態では、第1および第2回転防止部19,61を鋼球15,63で構成したが、第1および第2回転防止部19,61の少なくとも1つが、図10(a)に示すように、ベース板12と第2スライダ13または第1スライダ14とを連結する板ばね51で構成されてもよい。この板ばね51は、直交する4方向に撓むことができるように曲げ加工されて形成されており、第1スライダ14や第2スライダ13の移動に伴って撓むことができる。
Moreover, in the said embodiment, although the 1st and 2nd
さらに、第1および第2回転防止部19,61の少なくとも1つが、図10(b)に示すように、両端がフック掛け部52,53にそれぞれ掛けられて第2スライダ13または第1スライダ14とベース板12とを連結するフック部材54と、フック部材54の周囲に配置され、ベース板12と第2スライダ13または第1スライダ14との間を広げるように付勢する圧縮スプリング55とで構成されてもよい。
Further, at least one of the first and second
1 デジタルカメラ
2 ボディ
3 鏡胴
4 レンズ
10 手ぶれ補正機構
12 ベース板(ベース部材)
13 第2スライダ
14 第1スライダ
15 鋼球(回転部材)
16 撮像素子
17 ローパスフィルタ
18 放熱板
21,72 押圧スプリング掛け
22 基板保持腕
24 脱落防止腕
28 第1アクチュエータ
30 錘
32 圧電素子(電気機械変換素子)
34 振動伝達ロッド
36 ロッド支持腕
38 突部
40 キャップ
42,78 挟持スプリング
44 底板
46 周壁
48 開口部
50 ロッド支持腕
56 第2アクチュエータ
58 錘
59 圧電素子(電気機械変換素子)
60 振動伝達ロッド
63 鋼球(回転部材)
70 押圧スプリング
74 第1ロッド当接部
76 第2ロッド当接部
79 移動制限穴
80 第1基板
82 第2基板
84 フレキシブル基板
86 ジャイロ素子
DESCRIPTION OF
13
16
34
60
70 Pressing
Claims (13)
前記ベース部材に第1アクチュエータを介して移動可能に取り付けられ、互いに直交または交差する2辺部からなるL字形をなし、前記第1アクチュエータによって前記2辺部のうちの第1辺部に沿って第1方向に移動される第1スライダと、
前記第1スライダに第2アクチュエータを介して移動可能に取り付けられ、前記第2アクチュエータによって前記第1スライダの第2辺部に沿って前記第1方向と直交する第2方向に移動される、撮像素子を保持した第2スライダと、
前記第1方向を中心軸とする前記第1スライダの回転を防止する第1回転防止部と、
前記第2方向を中心軸とする前記第2スライダの回転を防止する第2回転防止部とを備え、前記ベース部材が、前記第1スライダと重なるようなL字形をなし、前記第1回転防止部は、前記第1アクチュエータから最も遠い前記第1スライダの第2辺部の端部近傍に設けられ、前記第2回転防止部は、前記第2アクチュエータから最も遠い前記ベース部材の第1辺部の端部近傍に設けられていることを特徴とする手ぶれ補正機構を有する撮像装置。 A base member fixed in the imaging device;
The base member is movably attached to the base member via a first actuator and has an L-shape composed of two sides orthogonal to or crossing each other. The first actuator moves along the first side of the two sides. A first slider moved in a first direction;
An imaging device that is movably attached to the first slider via a second actuator and that is moved by the second actuator along a second side of the first slider in a second direction perpendicular to the first direction. A second slider holding the element;
A first rotation preventing portion for preventing rotation of the first slider with the first direction as a central axis;
A second anti-rotation portion that prevents the second slider from rotating about the second direction as a central axis, and the base member is L-shaped so as to overlap the first slider, thereby preventing the first anti-rotation And the second rotation preventing portion is provided near the end of the second side of the first slider farthest from the first actuator, and the second anti-rotation portion is the first side of the base member farthest from the second actuator. An image pickup apparatus having a camera shake correction mechanism, which is provided in the vicinity of an end of the camera.
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